Qu'est-ce qu'une pile à combustible?
Une pile à combustible transforme l'hydrogène, le combustible, en électricité à l'aide d'air et d'autres catalyseurs. La pile à combustible exploite l'énergie chimique emprisonnée dans l'hydrogène gazeux et la convertit en l'énergie cinétique que nous appelons électricité, sans combustibles fossiles, sans combustion ni émissions polluantes. En tant que source d'énergie renouvelable remarquablement efficace et incroyablement propre, les piles à combustible peuvent remplacer les batteries et les moteurs pour alimenter les véhicules, les ordinateurs portables et les réseaux électriques résidentiels.
La technologie des piles à combustible a été bien étudiée et développée, bien que pour des raisons économiques et politiques, elle n’ait pas été largement mise en œuvre. Une telle source d’énergie propre, dans le cadre d’une économie généralisée de l’hydrogène, garantit moins de dépendance vis-à-vis de la diminution de l’approvisionnement en combustibles fossiles, moins de gaz à effet de serre qui contribuent au changement climatique mondial, et n’explose pas et ne fonctionne pas aussi souvent que l’électricité.
Chimiquement, une pile à combustible absorbe de l'air et de l'hydrogène, crée de l'électricité et produit des sous-produits à base d'eau et de chaleur. Les couches extérieures d’une pile à combustible sont la plaque anodique à charge positive et la plaque cathodique à charge négative. Avec la plaque d'électrolyte centrale, ce sont des environnements catalytiques qui favorisent certaines fonctions électrochimiques.
L'anode sépare l'hydrogène en protons et en électrons. Les électrons circulent le long d'un chemin, produisant du courant électrique pour un circuit, tandis que les protons se déplacent à travers l'électrolyte jusqu'à la cathode. La cathode combine l'oxygène et les protons et collecte certains des électrons du circuit pour les recombiner dans l'eau. La cathode permet d'utiliser de l'eau et de la chaleur supplémentaire comme sources d'énergie supplémentaires.
Une source d'hydrogène indépendante, comme celle d'un réservoir dans une station, ne doit pas nécessairement être la seule source de carburant dans une pile à combustible. En fait, on peut utiliser des matières organiques en décomposition, comme de la végétation, car cela dégage également de l'hydrogène. Ou l'hydrogène peut être séparé de l'oxygène de l'eau, par électrolyse, par l'énergie solaire ou éolienne. Si l'eau est utilisée comme source d'hydrogène, la pile à combustible est pratiquement immortelle puisqu'elle poursuit le cycle de l'eau à l'hydrogène en passant par le cycle de l'eau.
De plus, une pile à combustible est flexible car elle peut être petite et portable ou plus grande et permanente. Le coût de la conversion en un réseau électrique alimenté par une pile à combustible peut être élevé au départ, mais avec le temps cela réduira considérablement les coûts de maintenance, de réparation et de carburant par rapport aux générateurs électriques conventionnels. Si on peut utiliser la chaleur résultante, par exemple, pour chauffer une maison en hiver, la pile à combustible devient encore plus rentable.